[发明专利]非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法

说明书

本发明实施例提供了一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法，非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路包括：非制冷红外焦平面阵列、偏置电路、抵消红外敏感像元偏置电流的电流镜像电路及积分电路，其中，抵消红外敏感像元偏置电流的电流镜像电路包括场效应管M1、场效应管M2、虚设电阻及指定数量个场效应管M3，指定数量为非制冷红外焦平面阵列的列数，各场效应管M3的源极连接第一电压源。通过本方案可以提高非制冷红外焦平面阵列探测器信号读出电路的性能指标和成品率。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法。

背景技术

非制冷红外焦平面敏感像元也称为敏感微测辐射热计，能够吸收外界红外辐射并引起像元自身升温，进而引起像元内部的热敏感材料电阻值发生变化。鉴于上述性能特点，常使用由非制冷红外焦平面敏感像元组成的非制冷红外焦平面阵列进行外界红外信号检测，主要原理为：针对每个敏感像元，读取该敏感像元的输出信号(一般为输出电压)，然后通过上述输出信号与热敏感材料电阻值变化量间的量值关系，计算出该敏感像元中热敏感材料电阻值的变化量，再通过上述电阻值变化量与吸收的外界红外辐射量间的量值关系，得到该敏感像元所吸收到的外界红外辐射量。

目前，用于对非制冷红外焦平面阵列中敏感像元所吸收的红外信号进行检测的检测电路，主要由偏置电路、抵消电流电路以及积分电路组成，其中，偏置电路中包含三个场效应管、一个dummy(虚设)电阻和一个传感器电阻；抵消电流电路中包含有多个抵消子电路，其中，一个抵消子电路中包含一个场效应管和一个dummy电阻，且抵消子电路的个数与非制冷红外焦平面阵列的列数相等。

由于dummy电阻的成品率较低，当有一个dummy电阻因生产缺陷而无法使用时，包含该缺陷电阻的一整列传感器检测电路则无法正常使用，即降低了红外信号检测电路的性能指标和成品率。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路及方法，以提高非制冷红外焦平面阵列探测器信号读出电路的成品率。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种非制冷红外焦平面阵列探测器的信号读出电路，包括：

非制冷红外焦平面阵列，包括按行列排布的多个红外敏感像元及各红外敏感像元对应的选通开关，当选通开关闭合时，确定所述选通开关对应的红外敏感像元为待探测敏感像元；

偏置电路，用于为红外敏感像元提供恒压偏置，产生偏置电流；

电流镜像电路，用于产生抵消电流，所述抵消电流用于抵消所述红外敏感像元的偏置电流，所述电流镜像电路包括场效应管M1、场效应管M2、虚设电阻及指定数量个场效应管M3，所述指定数量为非制冷红外焦平面阵列的列数，各场效应管M3的源极连接第一电压源，所述虚设电阻与各红外敏感像元电阻具有相同的温度系数；

积分电路，用于对所述红外敏感像元的偏置电流与所述抵消电流之差进行积分，并将积分结果作为信号输出。

进一步的，所述场效应管M1为N型场效应管；所述场效应管M2为P型场效应管；所述场效应管M3为P型场效应管；

在所述电流镜像电路中，所述虚设电阻一端连接地线，另一端连接所述场效应管M1的源极；

所述场效应管M1的漏极连接所述场效应管M2的漏极；

所述场效应管M2的源极连接第二电压源，所述场效应管M2的栅极连接所述场效应管M3的栅极，所述场效应管M2的栅极与漏极短接；

所述场效应管M3的漏极作为所述电流镜像电路的抵消电流输出端，输出所述抵消电流至所述积分电路；

所述场效应管M1的栅极连接第三电压源。